Jarak satu tahun cahaya bisa diukur dengan km atau mil termasuk ukuran waktu
Kalau di tanya berapa jauh sih jarak 1 tahun cahaya itu.
Bukan berarti satu sinar menempuh perjalanan selama 1 tahun lalu jaraknya menjadi sangat jauh lalu tidak bisa dihitung lagi.
Cahaya memiliki kecepatan, sama seperti cahaya bulan memiliki kecepatan ketika terlihat ke Bumi.
Bahkan benda yang lebih jauh seperti bintang, cahaya bintang dapat dihitung seberapa jauh sumber cahaya tersebut.
Sampai jarak galaksi yang sangat besar tapi terlihat di bumi sangat kecil, dan cahaya membantu menentukan seberapa jauh letak sumber cahaya yang dilihat kita.
Cahaya
memiliki kecepatan, sama seperti frekuensi radio memiliki kecepatan
jarak tempuh. Dan dapat dihitung satuannya, kecepatannya dan jarak tempuh dalam
satuan km.
Kecepatan cahaya adalah konstan (memiliki simbol c) ketika melintas di ruang hampa (antariksa). Cahaya merupakan spektrum, seperti kita melihat warna di layar computer dan smartphone memiliki warna biru atau merah.
Kita
sering membaca pelajaran astronomi, ukuran galaksi atau jarak dari satu
bintang ke bumi dan lain. Umumnya dihitung berdasarkan jarak satuan
tahun cahaya.
Galaksi terdekat Andromeda dihitung dengan jarak 2,53 juta tahun cahaya. Atau cahaya bintang di malam hari yang terlihat, bintang paling dekat deh , bintang Proxima Centauri memiliki jaraknya 4,4 tahun cahaya dari Bumi.
Seberapa jauh bintang tersebut, mungkin kita ingin menghitung dalam km, atau ingin berjalan kaki sampai kesana.
Untuk awalnya kita dapat mengenal angka AU atau satuan AU yang mewakili satuan jarak dari Bumi ke Matahari.
Dibawah ini jarak matahari ke Bumi, masuk dalam satuan AU atau 1AU.
Sedangkan 1 tahun cahaya = 63.240 AU
Lalu apa hubungannya dengan jarak dan tahun cahaya
Kita
akan bertanya lagi, mengapa jarak dihitung dalam cahaya. Lalu bagaimana
menghitung kecepatan cahaya, bahkan satu pertanyaan mengapa dihitung
dalam satuan waktu "tahun cahaya".
Kecepatan
cahaya atau lintasan cahaya dapat dihitung dalam satuan km. Karena
cahaya sama seperti frekuensi radio yang memiliki kecepatan lintasan dan
jarak tempuh dalam satuan waktu dan jarak. Perbedaannya, lintasan
cahaya atau frekuensi sinyal radio sangat cepat sekali.
Seperti
kita melempar sebuah batu dapat dihitung dengan waktu dan jarak serta
kecepatan. Lemparan batu dapat dihitung dari kecepatan perdetik dan
jarak tempuh sampai batu jatuh.
Sama
seperti kecepatan kendaraan, pesawat, roket bahkan peluru dapat
dihitung kecepatan, termasuk waktu tempuh dalam km perjam atau satuan Mach untuk pesawat.
Demikian juga kecepatan cahaya dan sinyal radio, hanya kecepatan yang satu ini mewakili satuan kecepatan tercepat di alam semesta.
Perbedaannya dari satuan lain dengan satuan cahaya.
Jarak tahun cahaya disamakan dengan jarak yang "sangat jauh" dan
"sangat cepat". Begitu jauhnya bahkan bisa berhubungan dengan waktu,
karena dengan cahaya manusia dapat melihat benda seperti bintang yang
mengeluarkan cahaya di alam semesta. Atau radiasi sinar , gelombang frekuensi dari ruang angkasa yang jaraknya juga jauh.
3 satuan digunakan dalam bidang astronomi
LY satuan kecepatan cahaya (simbol ly)
menjadi satuan jarak yang dipakai di bidang astronomi. Menjadi ukuran
nomor 2 paling singkat untuk jauhnya dan paling cepat dalam satuan jarak
tempuh dan satuan waktu. Mengukur perubahan spektrum cahaya yang ditangkap oleh teleskop
PC satuan paling singkat pertama adalah Parsec (pc). Untuk menghitung dalam sudut segitiga yang memerlukan 1 objek, tapi harus dihitung dalam 2 sudut dalam 6 bulan.
AU satuan nomor tiga dengan jarak terjauh adalah satuan astronomi unit (satuan au - jarak matahari dan bumi).Umumnya digunakan untuk jarak di sekitar tata surya.
Ketiga
satuan tersebut paling umum digunakan satuan jarak di dunia astronomi dan ruang
angkasa. Tapi paling mudah adalah ly (light year) atau satuan cahaya dalam setahun. Karena yang dihitung adalah jarak benda bintang di sekitar galaksi kita, sampai galaksi.
Astronom
mengunakan kecepatan cahaya sebagai satuan kedua yaitu ly. Setidaknya
untuk mempersingkat jumlah jarak dalam jumlah angka serta memasukan
satuan waktu dalam jarak yang diukur. Seperti menghitung jarak sebuah
bintang, galaksi dan lainnya umumnya mengunakan jarak tahun cahaya. Cara menghitung Ly melihat dari perubahan panjang spektrum cahaya yang sampai di bumi, dan dihitung jarak sumber cahaya tersebut.
Untuk pembanding pada gambar diatas
Jarak matahari ke bumi sekitar 149 juta km, atau setara satuan 1 AU. (Dalam satuan unit astronomi = AU)
Sedangkan 1 tahun cahaya (ly) = 63240 AU. Atau sama dengan 63.240 AU x 149 juta km. Setara 9.422.760.000.000 km selama cahaya melintas setahun.
Berapa jarak 1 tahun cahaya sebenarnya
1 ly = sekitar 10 triliun km (pembulatan), lintasan cahaya selama setahun
Nah
baru terlihat jarak yang bisa kita mengerti. Artinya 1 ly mewakili
waktu ditempuh cahaya (foton) selama 1 tahun yang melintas dengan jarak 10
triliun km. Anggap saja seseorang hari ini menyalakan sebuah lampu laser
yang sangat kuat selama setahun. Ujung cahaya tersebut akan menempuh (mencapai) jarak 1
ly atau 10 triliun km setelah 1 tahun.
Angka
tersebut diambil dari jarak tempuh sebuah cahaya yang melintas di ruang
hampa selama satu tahun Julian (365 hari). Hemm angkanya jadi banyak
dan mulai tidak ilmiah, tapi cahaya relatif melintas secara konstan di ruang
angkasa.
Jadi
sebuah cahaya akan melintas sejauh 10 triliun km dan membutuhkan waktu 1
tahun (365 hari waktu bumi).
Jangan dibayangkan sebuah cahaya lampu
jalan atau senter. Cahaya yang dihitung adalah cahaya dari sebuah
bintang (seperti matahari) atau galaksi. Kita tentu tahu, bintang
(seperti matahari) itu besar sekali sehingga cahayanya dapat dilihat di
bumi walau jaraknya sangat jauh.
Sederhananya bila kita menyalakan lampu di rumah, maka kurang dari 1 detik lampu akan terlihat menyala
pada mata kita. Karena jarak lampu di rumah tidak terlalu jauh dengan mata
kita kita. Walau kenyataannya, waktu lampu dinyalakan baru
terlihat di mata kita tidak bersamaan, terdapat perbedaan sepersekian
detik sampai terlihat cahayanya menyala di mata kita.
Tapi
melihat cahaya bintang yang jaraknya 4 ly (4 tahun cahaya), bila
bintang disana baru dinyalakan seperti lampu. Sementara kita melihat kearah bintang tersebut. Cahayanya baru terlihat 4
tahun kemudian oleh mata kita di Bumi. Sekarang lebih jelas untuk jarak 4
tahun cahaya, maka cahaya baru sampai 4 tahun barulah kita melihat. Sehingga disebut juga dengan waktu tahun cahaya.
Perhitungan PC untuk mengukur jarak.
Berbeda
dengan ly satuan cahaya, satu lagi adalah pc, umumnya digunakan untuk
mengukur jarak dengan membandingkan satu benda yang ada sebagai
pembanding.
Dibawah ini adalah satuan lebih singkat disebut Parsecs dengan simbol pc.
1 pc = 3 ly
(1 pc setara 3 kali kecepatan cahaya).
Untuk pc, tepatnya 1 pc = 3,26 ly (tahun cahaya) = 30,9 triliun km. Satuan pc digunakan
untuk menghitung jarak sebuah objek dengan benda di ruang angkasa serta
digunakan mengukur dengan membandingkan sebuah objek benda terdekat.
Tekninya berbeda, mengunakan sudut tringulasi / segitiga. Sudut segitiga digunakan sebagai
patokan dari bintang terdekat yang sudah diketahui jaraknya, dan berada
di tengah untuk membantu mengukur bintang atau benda lain yang
bercahaya..
Satuan pc banyak digunakan untuk mengukur jarak sebuah benda yang dekat dengan bumi. Satuan pc lebih umum untuk menghitung jarak sebuah cahaya seperti bintang di dalam galaksi kita, lalu dikembalikan ke angka satuan ly.
Untuk
menemukan jarak dengan pc lebih lama, dan memerlukan waktu.
Pergerakan
bintang (cahaya) yang diamati dari bumi nantinya akan dikalikan
pergeserannya dengan jarak bintang di ditengah. Menghitung jauhnya
sebuah bintang dengan pc membutuhkan waktu 6 bulan. Yup untuk mengukur
satuan pc dibutuhkan 6 bulan, sehingga membutuhkan waktu cukup lama untuk menghitung jarak sebuah benda seperti sebuah bintang dalam satuan pc..
Jadi
perhitungan jarak dengan pc, seorang astronom minimal membutuhkan
setengah tahun dari putaran bumi terhadap matahari, tujuannya untuk membentuk sudut
segitiga dalam perhitungan paralak.
Mengapa
perlu dihitung dalam sudut segitiga, bila sebuah benda dalam bentuk
cahaya begitu jauhnya. Kita tidak bisa memperkirakan seberapa jauh
keberadaan benda bercahaya tersebut dengan pengamatan langsung. Karena hanya cahayanya saja yang
terlihat. Seperti kita melihat seseorang menyalahkan senter di malam
hari, kita tidak bisa memperkirakan berapa jauhnya orang tersebut dengan
satu sudut pandang saja. Setidaknya kita harus bergeser tegak lurus dari 2 titik berbeda dan membentuk sudut segitiga untuk menentukan keberadaan teman
kita.
Untuk
astronomi perlu melakukan pengamatan 1/2 tahun dalam perhitungan sudut
segitiga. Masalahnya bagaimana astronomi di Bumi membuat sudut segitiga.
Sudut segitiga hanya dapat dilakukan dengan pengamatan dari putaran
orbit bumi. Dan membutuhkan waktu setengah tahun agar posisi bumi bisa
berada pada 2 titik berbeda.
Untuk
jarak dalam astronomi lebih umum mengunakan jarak tahun cahaya atau ly.
Jadi tahun cahaya bisa dihitung dan mewakili satuan ukuran jarak termasuk ukuran waktu. Dengan demikian, kecepatan cahaya dapat ditentukan dengan persamaan lain seperti jarak dalam satuan km.
Seberapa cepat kecepatan cahaya dibanding kecepatan lainUntuk membayangkan, ambil contoh jarak Bumi ke Bulan adalah 380.000km. Dengan perbandingan jarak tersebut maka dapat dihitung dalam waktu.
Kecepatan cahaya akan mencapai ke bulan dalam waktu 1,3 detikElektron 2,9 menitKecepatan pesawat roket 14 jam.Suara 13 hari.Jet komersil 18 hariKereta bawah tanah 220 hari.
Berjalan kaki 9 tahun.
Untuk mencapai ke bulan.?
Dapat dilihat dalam video dari Nasa. Kecepatan cahaya yang sangat cepat mengitari bumi. Tapi di ruang angkasa ?
Tetapi apa hubungannya dengan cahaya, waktu , menjadi satuan tahun cahaya, perlahan dibahas selanjutnya dibawah ini.
Kita ambil dalam satuan waktu paling kecil seperti Detik.
Berapa
kecepatan cahaya dalam satuan detik ?
Kecepatan cahaya perdetik = 300
ribu km perdetik.
Sekarang lebih mudah di mengerti bila kecepatan cahaya
dimasukan dalam hitungan jarak perdetik. Jadi cahaya akan melintas
selama 1 detik mencapai 300 ribu km di ruang hampa
Sekarang
bisa diketahui mengapa digunakan satuan ly atau tahun cahaya dapat
mempersingkat satuan jarak. Tidak mungkin menulis jarak satu bintang
harus ditulis untuk jarak 4 tahun cahaya menjadi 40.000.000.000.000 km.
Itu baru satu bintang terdekat. Bila jarak galaksi 2.5 juta tahun cahaya
harus di kalikan 10 triliun km. Angka 0 akan sangat ramai sekali.
Satu penjelasan mengapa digunakan tambahan satuan tahun cahaya. Karena
analisa satuan cahaya dapat disatukan dengan satuan waktu. Jarak tempuh
cahaya tidak hanya sebagai satuan jarak. Dapat juga di perumpamakan sebagai
satuan waktu (masa lalu). Misalnya kita melihat sebuah objek seperti
satu bintang, jaraknya 1 tahun cahaya. Diartikan
"Sebuah bintang yang cahaya yang telah melakukan perjalanan selama 1 tahun dan terlihat di mata kita pada waktu sekarang".
Masuk akal atau tidak, sebuah cahaya melintas selama 1 tahun ?.
Mengapa begitu lama, sampai cahaya membutuhkan waktu berjuta juta tahun bahkan miliaran tahun perjalanan sampai terlihat di Bumi ?Mengapa begitu lama cahaya bisa terlihat sampai menunggu selama satu tahun ?
Jawabannya - karena alam semesta sangat luas.
Bila
sebuah benda bercahaya memiliki jarak 1 tahun cahaya, sama saja yang
dilihat adalah cahaya dari sinar satu tahun lalu dari waktu disana.
Memang sebesar apa alam semesta ini. Sebuah astronom mengatakan,
bayangkan pasir adalah tata surya kita yang membentang dari matahari ke
planet Pluto. Luasnya Bumi adalah besarnya alam semesta. Bisa
dibayangkan seberapa luasnya. Artinya manusia tidak dapat mengetahui seberapa luas alam semesta ini. Bahkan tidak dapat melihat dimana tepi dari alam semesta kita sendiri.
Hemm
jadi tidak masuk akal, tapi itu yang benar. Lagi lagi kenyataannya
seperti itu di dunia astronomi, kita hanya bisa melihat benda dalam
bentuk cahaya yang dilihat oleh mata kita sampai peralatan teleskop dan
sensor camera. Itulah perumpamaan yang dimaksud, setahun dalam kecepatan
cahaya yang berhubungan dengan satuan waktu.
Contoh
jarak galaksi paling dekat saja deh, dengan galaksi kita Bima Sakti dan galaksi Andromeda. Jaraknya galaksi Andromeda 2,4 juta tahun
cahaya. Manusia bisa membuat foto galaksi Andromeda,
mengunakan teropong astronomi hari ini.
Tapi galaksi Andromedia itu
sangat jauh. Ketika seseorang membuat foto galaksi Andromedia hari ini,
maka gambar foto yang di dapat adalah gambar bentuk galaksi Andromeda
2,4 juta tahun lalu disana.
Apakah benar foto galaksi Andromeda yang dibuat hari ini adalah gambar 2.4 juta tahun lalu yang ada disanaBenar , karena cahaya yang terlihat di foto adalah gambar dari cahaya yang datang sangat terlambat karena begitu jauhnya untuk sampai terlihat ke bumi.
Bila hari ini
terjadi sesuatu di galaksi Andromeda, entah karena apa galaksi tersebut
seperti lenyap, hancur atau bertabrakan dengan galaksi lain. Hari ini
kita masih bisa mengabadikan galaksi Andromeda yang sama bahkan, esok
hari, bulan depan, tahun depan, 100 tahun lagi atau 2 juta tahun lagi.
Bentuk galaksi Andromeda yang kita lihat dan fotonya tetap sama seperti
hari ini.
Tapi 2,4 juta tahun lagi dari sekarang, baru kita bisa melihat
apa yang sebenarnya terjadi disana.
Atau sebuah bintang yang jaraknya 4 tahun cahaya, hari ini kita masih melihat bintang itu ada diatas langit. Mendadak bintang disana meledak
hari ini dan bintang tersebut hancur. Kita tetap melihat bentuknya akan sama
sampai 4 tahun ke depan dan gambarnya tetap saja sama seperti gambar
yang dilihat pada hari ini. Padahal bintang sudah mengalami proses
meledak, lenyap atau sudah tidak ada lagi.
Untuk tepatnya, 1 tahun cahaya / 1 light year dapat di ukur dengan satuan unit dibawah ini
1 light-year = 9.460.730.472.580.800 meter sebagai angka yang tepat
1 light-year = 9.460.730.472.580 kilometer (9,46 triliun km)
1 light-year = 5,878625 triliun mil
1 light-year = 63241 astronomical unit (AU) atau 63241,077 kali jarak dari bumi ke matahari
1 light-year = 0,306601 parsec ( pc ).
Setelah membayangkan galaksi Andromeda dahulu yang sudah bicara antar jarak
galaksi atau jarak sebuah cahaya bintang di malam hari. Kita mundur
sedikit.
Ambil
contoh paling dekat dan masuk akal, cahaya Matahari. Jarak matahari ke
bumi 149.600.000km. Apakah kita melihat cahaya matahari dengan waktu
yang sama disana. Seperti kita menyalakan lampu dirumah dan terlihat
seperti waktu bersamaan. Cahaya dari matahari ke bumi baru sampai 8
menit ke mata kita, atau berbeda waktu 480 detik baru sampai ke bumi.
Hitung saja, 149.600.000km (jarak bumi dan matahari) dibagi, kecepatan cahaya 300.000km perdetik.
149.600.000km / 300.000 (ly/s) = 498 detik. Dibagi dengan 60 (dalam menit) adalah 8,3 menit.
Bila matahari dianggap
sebagai lampu. Ketika lampu matahari dinyalakan, maka sinar lampu
matahari yang menyala baru terlihat 8 menit nanti di bumi. Mengapa cahaya
matahari begitu lama sampai ke bumi. Ingat kembali, cahaya adalah
spektrum warna atau foton. Sama seperti frekuensi radio yang membutuhkan waktu
dalam perjalanan atau melintas.
Kecepatan
frekuensi radio dan spektrum warna dapat dihitung kecepatannya serta
membutuhkan waktu tempuh. Beberapa benda seperti galaksi,
cahaya begitu sampai ke Bumi, karena jauuuuh dan cahaya membutuhkan
waktu ketika melintas.
Sekarang
dibalik apa benar waktu yang dibutuhkan sebuah perjalanan cahaya dengan
jarak 9 triliun km membutuhkan waktu satu tahun. Perjalanan satu tahun
cahaya dihitung dalam satu tahun (365 hari). Untuk mudahnya dapat
dihitung mundur untuk mendapatkan angka tepat waktu perjalanan cahaya
dalam satu tahun.
1 tahun cahaya = 9,4 triliun km (lintasan cahaya selama setahun)
1 detik kecepatan cahaya = 311666km/detik
1 tahun cahaya melakukan perjalanan = 9.000.000.000.000 km dibagi 311.666 km/detik. (pembulatan)
Total waktu perjalanan cahaya dalam detik = 28.877.067 detik (9.000.000.000.000 dibagi 311.666km / detik)
1 tahun cahaya memerlukan waktu = 28.877.678 detik = 481.284 menit = 8.021 jam = 334 hari, kira kira mendekati 1 tahun
Jadi
satu tahun cahaya adalah waktu perjalanan cahaya melintas selama satu
tahun. Atau lintasan cahaya sejauh 9,4 triliun km selama 365 hari.
Sekarang lebih masuk akal bila melihat perhitungan diatas. Pada akhirnya
menjawab penjelasan diatas, mengapa tahun cahaya berhubungan dengan satuan waktu.
Seberapa jauh untuk jarak1 tahun cahaya
Seandainya
manusia mampu melakukan perjalanan sampai ke sebuah bintang yang
jaraknya 1 tahun cahaya saja. Berapa waktu yang dibutuhkan untuk
melintas sejauh 1 tahun cahaya dengan teknologi yang dimiliki saat ini.
Untuk memperkirakan berapa waktu tempuh bila mengunakan peralatan dari bumi.
Seandainya
seseorang pergi ke sebuah bintang yang jaraknya 1 tahun cahaya. Harus
menempuh perjalanan selama 50 juta tahun dengan mobil kecepatan 80km
perjam nonstop.
Satelit
ruang angkasa Voyager yang bergerak dengan kecepatan 70 ribu km perjam
baru mencapai jarak 1 tahun cahaya setelah melakukan perjalanan 80 ribu
tahun. Itupun belum sampai ke bintang paling dekat yang jaraknya 4,4
tahun cahaya..
Bila
ada mahluk hidup memberikan tanda sinar pada jarak 1 tahun cahaya (10
triliun km). Maka cahaya dari sana baru terlihat di bumi tahun depan.
Setelah
melihat ukuran, angka km dan waktu dari satu tahun cahaya. Lebih mudah
di mengerti seberapa jauh jarak satu tahun cahaya tersebut dan menjawab
hubungan jarak tahun cahaya dengan waktu. Sekarang lebih mudah di
mengerti seberapa besar ukuran galaksi Bima Sakti dimana bumi berada.
Sebesar apa galaksi kita
Galaksi
Bima sakti memiliki rentang lebih dari 100 ribu tahun cahaya dengan
tebal sekitar 2 ribu tahun cahaya. Wah sebuah galaksi ternyata besar
sekali.
Memang sangat besar dan luas. Itu baru berbicara sebuah galaksi
kita. Berapa banyak bintang yang bercahaya seperti matahari di galaksi
kita ini. Angkanya fantastis, jumlahnya diperkirakan 200 - 400 miliar bintang dan mungkin lebih.
Lalu
berapa jumlah planet yang mengitari di milaran bintang di galaksi kita,
ini susah dijawab. Matahari kita saja dikelilingi oleh 8 planet besar. Matahari adalah salah satu bintang yang bersinar.
Bila ada sebuah bintang, mungkin ada beberapa planet lain disana. Berapa
jumlah planet, saat ini tidak bisa dihitung. Karena planet
dilihat dengan mudah. Mengapa tidak bisa dilihat, karena planet tidak
memiliki cahaya seperti bintang.
Angka
pada peta yang tertulis dibawah ini, masing masing adalah jarak dalam
tahun cahaya. Posisi bumi memang amat berjauhan dengan benda lain, walau
ada benda angkasa lain seperti planet dan matahari diluar tata surya
kita. Jarak antara planet, bintang dan benda angka lainnya diluar tata
surya kita sendiri dapat mencapai ribuan tahun cahaya.
Jarak
tata surya (termasuk bumi) kita memiliki jarak 28 ribu tahun cahaya ke
inti tengah galaksi. Tata surya kita termasuk Bumi, Matahari dan planet
lainnya ada di bagian tengah lingkaran galaksi (di lengan Orion
galaksi). Dibelakang tata surya kita masih ada lagi tata surya lain.
Jadi sebuah galaksi saja sudah sangat luas. Bagaimana dengan alam
semesta ini. Seorang ilmuwan Inggris hanya bisa mengatakan alam semesta
ini sangat sangat sangat besar dan luas, capek dehh.
Pada gambar terlihat posisi matahari (termasuk bumi) "Our Solar System" berada di gambar tengah bawah.
Bila
manusia di bumi hanya bisa melihat dengan jelas bintang matahari.
Apakah tidak ada benda yang dekat dengan kita. Masih banyak benda lain
yang bersinar (disebut bintang) di dekat tata surya, tapi dimana mereka
dan berapa jauh dari bumi. Bagaimana bintang paling dekat yang kita
lihat bercahaya dimalam hari. Apakah cahaya bintang tersebut jaraknya
memang dekat dan manusia bisa pergi kesana.
Selanjutnya melihat bintang di langit , bintang tersebut masih tetangga matahari walau terlihat dekat tapi jaraknya